Eine neue Studie unter Leitung von Matt Clement von der Carnegie Institution for Science ergründet die wahrscheinlichen Entstehungsorte von Saturn und Jupiter. Diese Ergebnisse verfeinern unser Wissen über die Kräfte, die die ungewöhnliche Architektur unseres Sonnensystems bestimmten, darunter auch das Herauskatapultieren eines weiteren Planeten zwischen Saturn und Uranus. Das gewährleistete, dass innerhalb der Jupiterbahn nur kleine Gesteinsplaneten wie die Erde entstanden.
In ihrer Jugend war unsere Sonne von einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub umgeben, aus der die Planeten entstanden. Man hatte vermutet, dass die Umlaufbahnen der früh entstandenen Planeten ursprünglich dicht aneinander lagen und kreisförmig waren. Aber gravitative Wechselwirkungen zwischen den größeren Objekten störten die Struktur und führten zu einer Neuanordnung der jungen Gasriesen, was die Konfiguration schuf, die wir heute sehen.
“Wir wissen, dass es allein in unserer Milchstraßen-Galaxie Tausende Planetensysteme gibt”, sagte Clement. “Aber wie sich herausstellt, ist die Konfiguration der Planeten in unserem eigenen Sonnensystem höchst ungewöhnlich, daher nutzen wir Modelle, um dessen Entstehungsprozess nachzubilden und zu rekonstruieren. Das gleicht der Rekonstruktion dessen, was bei einem Autounfall geschah – wie schnell fuhren die Autos, in welche Richtungen und so weiter.”
Clement und seine Co-Autoren führten 6.000 Simulationen der Entwicklung unseres Sonnensystems durch und enthüllten ein ungewöhnliches Detail über die ursprüngliche Beziehung zwischen Jupiter und Saturn. Die Co-Autoren sind John Chambers von der Carnegie Institution for Science, Sean Raymond von der University of Bordeaux, Nathan Kaib von der University of Oklahoma, Rogerio Deienno vom Southwest Research Institute und André Izidoro von der Rice University.
Man nahm an, dass Jupiter in seiner Jugend eine 3:2-Beziehung mit Saturn aufwies. Das heißt, während Saturn die Sonne zweimal umkreiste, umrundete Jupiter sie dreimal. Aber diese Konfiguration kann nicht die heute beobachtete Konfiguration der Riesenplaneten erklären. Die Modelle des Teams zeigten, dass ein Verhältnis von zwei Sonnenumkreisungen Jupiters zu einer Sonnenumkreisung Saturns Ergebnisse lieferte, die mit unserer vertrauten Planetenkonfiguration besser übereinstimmten.
“Das spricht dafür, dass unser Sonnensystem zwar ein bisschen seltsam ist, aber dass dies nicht immer der Fall war”, erklärte Clement, der die Arbeit des Teams am 29. Oktober 2020 auf dem virtuellen Jahrestreffen der Division for Planetary Sciences der American Astronomical Society präsentierte. “Jetzt da wir die Effektivität dieses Modells herausgestellt haben, können wir es außerdem dafür nutzen, um die Entstehung der terrestrischen Planeten zu betrachten, unsere Erde eingeschlossen, und vielleicht um unsere Möglichkeiten der Betrachtung vergleichbarer Systeme zu prüfen, die das Potenzial für die Beherbergung von Leben haben könnten.”
Das Modell zeigte ebenfalls, dass die Positionen von Uranus und Neptun durch die Masse des Kuipergürtels gestaltet wurden, sowie durch einen Eisriesen, der in der Jugendzeit des Sonnensystems aus ihm herauskatapultiert wurde. Der Kuipergürtel ist eine eisige Region am Rande des Sonnensystems, die aus Asteroiden und Zwergplaneten besteht, von denen Pluto das größte Mitglied ist.
(THK)
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